在这种情况下正确使用“易失性”（C）？

Question

我有一个包含多个指针的结构。这些指针可以被几个不同的线程改变。这些线程通过更改指针来更新结构，使其指向另一个内存位置，它们从不更改指向的值。根据我对 volatile 的理解，将结构中的这些指针声明为 volatile 是有意义的。

读取/更新这些指针的线程是这样工作的：

• 复制指针，只使用我们的副本，这样如果原始更改我们不会在过程中突然使用新的。
• 根据我们的副本指向的值创建一个新指针。
• 使用原子比较+交换将旧指针替换为新指针，除非另一个线程已经对其进行了更新。

我遇到的问题是，当我复制指针时，我收到一条警告：

警告：初始化会丢弃指针目标类型中的“volatile”限定符

编译后的代码似乎可以正常工作，但警告让我很困扰。我是否错误地使用了 volatile？假设我使用 volatile 没问题，我该如何删除警告？我不想在复制指针的声明上加上 volatile，没有其他线程会更新我们的副本，所以它真的不是 volatile。它在读/写结构时唯一的易失性。

这里有一些演示代码，只是演示了我的问题，我正在使用的实际代码要好得多，但也太大而无法发布。有一个明显的内存泄漏，暂时忽略它，我的真实用例正确地跟踪和管理内存。我只关心这个问题的“易失性”，我不是在我的演示中寻找要解决的错误。

gcc -std=gnu99 -pthread test.c && ./a.out
test.c: In function ‘the_thread’:
test.c:22:25: warning: initialization discards ‘volatile’ qualifier from pointer target type [enabled by default]

代码：

#include <stdlib.h>
#include <stdio.h>
#include <pthread.h>

typedef struct {
    volatile int *i;
} thing;

void init( thing *t ) {
    t->i = malloc( sizeof( int ));
    *(t->i) = 1;
}

void *the_thread( void *args ) {
    thing *t = args;

    for ( int i = 0; i < 100; i++ ) {
        // This generates the 'volatile' warning. But I don't want to make
        // *copy volatile since no other threads will ever change 'copy'.
        // Is this incorrect usage, or do I just need to do something to remove
        // the warning?
        int *copy = t->i;

        int *new = malloc( sizeof( int ));
        *new = (*copy) + 1;

        // Glaring memory leak as old x becomes unreachable, this is a demo,
        // the real program this is for has the issue solved.
        // We do not care if it succeeds or fails to swap for this demo.
        __sync_bool_compare_and_swap( &(t->i), copy, new );
    }
}

int main() {
    thing t;
    init( &t );

    pthread_t a;
    pthread_t b;

    pthread_create( &a, NULL, the_thread, &t );
    pthread_create( &b, NULL, the_thread, &t );

    pthread_join( a, NULL );
    pthread_join( b, NULL );

    return 0;
}

Answer 1

这是因为volatile int * 不是“指向 int 的 volatile 指针”，而是“指向 volatile int 的指针”。比较const char *a = "foo";，那是指向常量字符数据的指针，而不是常量指针。

因此，在您的情况下，我认为应该是 volatile 的 thing 指针，因为其中的字段可以“随机”更改（从一个线程的角度来看）。您也可以（正如您在评论中所说）移动 volatile 使其成为结构中的 int * volatile i;。

您也可以（当然）随时使用cdecl 来获得即时帮助来解决这些问题。